110 kV Transfo Neutralpunt Bliksemoverspanning: ATP Simulasie & Beskermingsoplossings

Daar is uitgebreide literatuur oor die analise van oorkragting by transformatorneutrale punte onder donderslagstoestande. Owing to the complexity and randomness of lightning waves, an accurate theoretical description remains elusive. In engineering practice, protective measures are typically determined based on power system codes by selecting appropriate lightning protection devices, with abundant supporting documentation available.

Oorskynsel- en onderstasies is vatbaar vir donderslag. Donderslagimpulse kan langs oorskynselle na onderstasies propageer of direk op onderstasie-apparatuur inslaan, wat oorkragting by die transformatorneutrale punt veroorsaak, wat 'n bedreiging vir neutrale puntisolering vorm. Daarom het die studie van die eienskappe van neutrale punt-oorkragting onder donderstoestande en die evaluering van die spanningsbeperkende effektiwiteit van beskermingsapparate 'n praktiese betekenis [1]. Hierdie artikel bied 'n simulasie-onderzoek aan met behulp van die Alternatiewe Transiëntprogram (ATP), die mees wydverspreide weergawe van die Elektromagnetiese Transiëntprogram (EMTP), gebaseer op die konfigurasie van 'n spesifieke 110 kV onderstasie. Deur donderslag-oorkragtingsteorie te kombineren met die isolasie-eienskappe van 110 kV transformatorneutrale punte, simuleer die artikel neutrale punt-oorkragting onder verskillende dondergolf-toestande. Die simulasieresultate word vergelykend geanaliseer, en maatreëls om neutrale punt-oorkragting te verminder, word voorgestel.

1. Teoretiese Analise

1.1 Donderslag op Oorskynselle

Wanneer 'n bo-oppervlak-oorskynsel deur donderslag getref word, propageer 'n reisgolf langs die geleider [1]. Binne onderstasies gedra baie kort verbindingslyne (bv. verbindings van transformators na busbars of donderslagbeskermers) soos oorskynselle onder die uiterst kort duur van die donderslagimpuls. Hierdie lyne vertoon snelle golfpropagasiereaksie- en refleksieprosesse, wat dikwels transiënte oorkragting met baie hoë piekpunte genereer wat toerusting kan skade.

1.2 Parameter Analise van Y-verbond Transformatorwindings onder Donderslagstoestande

Driefase transformatorwindings word gewoonlik in Y, Yo, of Δ konfigurasies verbond. Tydens operasie kan donderslagimpulse deur een, twee, of al drie fases binnetreed [1]. Hierdie artikel fokus op Y-verbond windings, omdat slegs sulke konfigurasies 'n toeganklike neutrale punt het. Wanneer 'n transformator in Yo verbond word en wederkerige koppeling tussen fases genegeer word, kan die stelsel as drie onafhanklike windings met geaardde eindpunte geanaliseer word, ongeag of een, twee, of drie fases getref word.

2. Isolasietoestand van 110 kV Transformatorneutrale Punte

Neutrale punte van 110 kV transformators gebruik gestapeld isolasie, geklassifiseer as 35 kV, 44 kV, of 60 kV vlakke. Tans produseer vervaardigers hoofsaaklik transformators met 60 kV neutrale punt-isolasie. Verskillende isolasievlakke het verskillende diëlektriese weerstandvermoëns, soos in Tabel 1 aangedui. Met inagneming van praktiese toestande, isolasieveroudering en veiligheidsmarges vir netvrekspanning, word korreksiefaktore toegepas. 'n Donderslagimpulsweerstand-margfaktor van 0,6 en 'n netvrekspanningsweerstand-margfaktor van 0,85 word aangewend [1], wat lei tot die verwysingweerstandswaardes in Tabel 1.

Tabel 1 Isolasieweerstandsvlakke / Verwysingweerstandswaardes vir Neutrale Punte

3. Simulasie en Berekening

Oorweeg 'n 110 kV onderstasie met twee transformators (Y/Δ) wat parallel bedryf, twee 110 kV inkomende lyne, en vier 35 kV uitgaande lyne. Die enkellyn-diagram word in Figuur 1 aangedui. Om enkele-fase grondfoutstrome te beperk en kommunikasie-stoorings te verminder, word tipies slegs een transformator se neutrale punt geaard terwyl die ander ongeaard bly. Onder donderslagstoestande kan 'n baie hoë oorkragting by die neutrale punt van die ongeaarde transformator ontstaan, wat 'n bedreiging vir sy isolasie vorm. Die volgende afdelings bied simulasie-analises aan met die ATP-programme onder verskillende scenarios.

Figuur 1 Enkellyn-diagram van die 110 kV Onderstasie

3.1 Donderslaggolf Propageer van Oorskynselle na die Onderstasie

3.1.1 Kies van Donderslaggolf Parameters

Die primêre oorsaak van oorkragting in onderstasies is donderslaggolwe wat van oorskynselle propageer. Die maksimum spanningsamplitude op die lyn mag nie die U50% weerstandvlak van die lyn se isolasiering oorskry nie; andersins sal 'n flashover op die lyn voorkom voordat die golving die onderstasie bereik. Aangesien die eerste 1–2 km van die inkomende lyn gewoonlik teen direkte donderslag beskerm word, kom die donderslaggolwe wat die onderstasie binnekom hoofsaaklik van slae buite hierdie beskermde afdeling. Vir donderslag buite die onderstasie, is die donderslagstroommagnitude wat via lyne ≤220 kV die onderstasie binnekom gewoonlik ≤5 kA, en ≤10 kA vir 330–500 kV lyne, met aansienlik verminderde steilheid [15,17]. Gebaseer op hierdie toestande, word die donderslaggolf gemodelleer met 'n tipiese dubbel-exponensiële funksie:
u(t) = k(e⁻ᵃᵗ - e⁻ᵇᵗ),
waar a en b negatiewe konstantes is, en k, a, b bepaal word deur die golvingamplitude, voorfronttyd, en agterfronttyd. 'n Piekkorrent van 5 kA en 'n standaard 20/50 μs eksponensiële golf word hier gebruik.

3.1.2 Onderstasie Toerusting Parameter Instellings

Donderslaggolwe bevat baie hoë-frekwensie harmoniese; daarom word onderstasie lynparameters as verdeelde parameters gemodelleer. Skakele, swakbreekers, stroomtransformateurs (CTs), en spanningstransformateurs (VTs) binne die onderstasie word deur ekwivalente parallele kapasitiewe voorgestel. Die transformator se ekwivalente insetkapasiteit word gegee deur Cₜ = kS⁰·⁵, waar S die driefasetransformatorkapasiteit is. Vir spanningvlakke ≤220 kV, n=3, en vir 110 kV transformators, k=540. Die busbar donderslagbeskermmer word gekies as YH1OWx-108/290, en die neutrale punt donderslagbeskermmer as YH1.5W-72/186.

3.1.3 Berekening en Analise

Die oorkragting wat by die neutrale punt gegenereer word, verskil afhangende van of dit plaaslik geaard of ongeaard is. Simulasies word uitgevoer vir drie scenarios: enkele-sirkel enkele-fase golving, enkele-sirkel twee-fase golving, en dubbele-sirkel enkele-fase golving, met inagneming van beide met en sonder 'n neutrale punt donderslagbeskermmer. Resultate word in Tabel 2 aangebied.

Tabel 2 Piek Oorkragting onder Plaaslik Geaarde / Ongeaarde Neutrale Toestande

3.1.4 Resultaat Analise

Uit Tabel 2, in stelsels waar die transformatorneutrale plaaslik geaard is, beperk die busbar donderslagbeskermmer effektief oorkragting, sodat die neutrale punt van die ongeaarde transformator nie hoë oorkragting ervaar nie, en die neutrale punt beskermmer werk tipies nie. In stelsels waar die neutrale punt plaaslik ongeaard is, is die neutrale punt oorkragting baie hoog. Sonder 'n beskermmer, stel dit 'n ernstige bedreiging vir isolasie voor (die donderslagimpulswederstandspanning van 'n 110 kV transformator met gestapeld isolasie, met inagneming van veiligheidsmarges, is 195 kV). Die installering van 'n neutrale punt donderslagbeskermmer vermindert aansienlik die piekoorkragting. Derhalwe bedreig donderslaggolwe wat van lyne propageer nie die isolasie van 'n neutrale punt wat met 'n beskermmer toegerus is nie.

3.2 Direkte Donderslag op die Onderstasie

Alhoewel onderstasies algemeen omvattende donderslagbeskerming het, kan direkte donderslagslae, hoewel selde weens die kompleksiteit en ewekansigheid van donderslag, steeds voorkom [2] en toerusting skade. Dit is dus nodig om die oorkragting by die neutrale punt veroorsaak deur direkte slae en ooreenkomstige beskermmaatreëls te bestudeer.

3.2.1 Kies van Donderslag en Onderstasie Parameters

Onderstasie parameters bly dieselfde as voorheen gedefinieër. Berekeninge word uitgevoer met standaard donderslagparameters (1.2/50 μs) met amplitudes van 50, 100, 200, en 250 kA. Die donderslagkanaalgolfweerstand word geneem as 400 Ω.

3.2.2 Berekening en Analise

Resultate vir direkte donderslagslae op 'n enkele-fase busbar (twee-fase slae is selde) onder plaaslike geaarde en ongeaarde neutrale toestande word in Tabel 3 aangebied (I en II verteenwoordig gevalle sonder en met 'n neutrale punt donderslagbeskermmer, onderskeidelik).

Tabel 3 Piek Oorkragting onder Plaaslik Geaarde / Ongeaarde Neutrale Toestande (Direkte Slag)

Donderslagstroom Amplitude (kA)	Neutrale Aarding Status	I (Son Foanie Foanie Gee 'n fooitjie en moedig die outeur aan! Onderwerpe: Transformer Ondervangertjie Oorvoltage Nulpunkt ATP Ontlaadstroomkapasiteit Oor deskundiges Felix Spark China Kundigheidsgebied Failure and maintenance Professionele artikel 164 Raadpleeg Foanie Raadpleeg Foanie Aanbevole Meer Wat veroorsaak dat 'n transformator luidrager is onder nulbelastingstoestande? Wanneer 'n transformator onder nulbelasting omstandighede werk, produseer dit dikwels meer geraas as onder volle belasting. Die primêre rede is dat, sonder 'n belasting op die sekondêre spoel, die primêre spanning geneig is om iets hoër te wees as nominaal. Byvoorbeeld, terwyl die bepaalde spanning tipies 10 kV is, kan die werklike nulbelastingspanning ongeveer 10,5 kV bereik.Hierdie verhoogde spanning verhoog die magnetiese fluxdigtheid (B) in die kern. Volgens die formule:B = 45 × Et / S(waar Noah 11/05/2025 Onder watter omstandighede moet 'n boogdempingsspoel uit diens geneem word wanneer dit geïnstalleer is? Wanneer 'n boogverdwyningsspoel geïnstalleer word, is dit belangrik om die toestande te identifiseer waaronder die spoel uit diens moet geneem word. Die boogverdwyningsspoel moet onder die volgende omstandighede ontkoppel word: Wanneer 'n transformator gedekkeneerg word, moet die neutraalpuntafskakelaar eers oopgemaak word voordat enige skakeling op die transformator uitgevoer word. Die inskakelvolgorde is die teenoorgestelde: die neutraalpuntafskakelaar moet slegs toegeknip word nadat die trans Echo 11/05/2025 Watter brandvoorkomende maatreëls is beskikbaar vir kragtransformatorfaal? Mislukkings in kragtransformers word algemeen veroorsaak deur ernstige oorbelasting, kortsluitings as gevolg van windingisolasievermindering, veroudering van transformer olie, te hoë kontakweerstand by verbindinge of tapveranderders, mislukking van hoog- of laevoltsnellers om tydens eksterne kortsluitings te werk, kernskade, interne bogen in olie, en donderslag.Aangesien transformers met isolerende olie gevul is, kan brande ernstige gevolge hê—vanaf oliespraying en ontbranding tot, in uiterste g Noah 11/05/2025 Wat is die algemene foute wat tydens die bedryf van kragtransformatorlengteverskilbeskerming ervaar word Transformer Longitudinale Differensiaalbeskerming: Algemene Probleme en OplossingsTransformer longituinale differensiaalbeskerming is die mees komplekse van al die komponentdifferensiaalbeskermings. Foute bedrywing vind soms plaas tydens operasie. Volgens 1997-statistiek van die Noord-China-elektrisiteitsnet vir transformateurs met 'n spesifikasie van 220 kV en hoër, was daar in totaal 18 verkeerde operasies, waarvan 5 as gevolg van longitudinale differensiaalbeskerming—wat ongeveer een derde ui Felix Spark 11/05/2025 Oor deskundiges Felix Spark China Kundigheidsgebied Fout en Onderhoud Professionele artikel 164 Raadpleeg Foanie Soek kragkundiges en doseleiers vir rooster- en energie-oplossings Stuur navraag U naam U Telefoon U e-pos U Land U Boodskap Stuur nou Laai af Kry die IEE-Business-toepassing Gebruik die IEE-Business app om toerusting te vind kry oplossings verbind met kenners en neem deel aan bedryfsamenwerking waar en wanneer ook al volledig ondersteunend van jou kragprojekte en besigheidsgroei